Ohms laboratorium: strøm, spænding og resistans

Et pædagogisk simuleringsspil. En spændingskilde skrues op over en modstand, mens et amperemeter og et voltmeter følger med, og I–U-grafen tegner sig selv, en ret linje gennem origo. Forudsig en strøm, en resistans, spændingen til en strøm, en strøm på grafen og modstanden til en lysdiode.

Ohms lovI–U-graf

OHMS LABORATORIUM

Find strømmen

Klar
Slå JavaScript til for at skrue op for spændingskilden. Instruktionerne og det løste eksempel kan stadig læses.
Strøm IElektroner (−), den modsatte vejVoltmeter og amperemeterDin forudsigelse
Ohms lovV = I·R

Tid

0.00 s

t

Kilde

— V

V_supply

Over modstanden

— V

V = I·R

Strøm

— A

I = V ÷ R

Forudsig, før du starter

Skriv din forudsigelse for at gøre forsøget klar. Start er slået fra, indtil der er et svar.

Forudsig strømme, resistanser og spændinger.

Missionspoint—

Hvert svar skal være inden for 2 %: hvert giver 100 point. Rigtigt i første forsøg giver 50 ekstra. Et forsøg tæller, så snart det starter.

✓ Rigtigt svar① I første forsøg

Sådan spiller du Ohms laboratorium

  1. Vælg en test, og læs kilden, modstanden eller måleraflæsningerne på kortet.
  2. Brug V = I·R, I = V ÷ R eller R = V ÷ I; for lysdioden trækker du først dens 2,0 V fra.
  3. Skriv din forudsigelse, og tryk på Start. Kilden skrues op, målerne følger med, og I–U-grafen tegner sig selv.
  4. Sammenlign målerne og grafen med din orange forudsigelse.

Strøm, spænding og resistans

En spænding driver ladning rundt i en kreds, og en modstand bremser den. For en fast modstand ved konstant temperatur giver dobbelt spænding dobbelt strøm: strømmen er proportional med spændingen, og konstanten, der forbinder dem, er resistansen, V = I·R. Denne ene regel giver tre former, I = V ÷ R, R = V ÷ I og V = I·R, så to af størrelserne giver den tredje. Tegnet som strøm mod spænding giver en modstand en ret linje gennem origo med hældningen 1 ÷ R: en stejl linje er en lille resistans. Ikke alt følger Ohms lov. En lysdiode lukker næsten ingen strøm igennem, før dens spænding når omkring 2 V, og holder så den spænding, mens strømmen vokser; derfor skal den have en modstand i serie, der fastlægger dens strøm, og modstanden får den spænding, lysdioden lader tilbage.

En afgrænset læringsmodel

Modstandene er faste, så deres I–U-grafer er rette linjer gennem origo, og strømmen er straks konstant. Kilden skrues jævnt op fra 0 til den indstillede spænding over 2 s og holder den i 1 s; målerne er ideelle, og ledningerne har ingen resistans. Lysdioden er ideel: ingen strøm under 2,0 V, derefter et fast spændingsfald på 2,0 V (virkelige lysdioder varierer). Elektronprikkerne bevæger sig med en fart, der følger strømmen, ikke med den virkelige driftshastighed. Svar inden for 2 % er rigtige.

Når du skifter sprog, bevares forsøget, forudsigelsen, forsøgene og forløbet.